Conferència: "Biologia de sistemes: entenent els éssers vius des de la Física i l'Enginyeria"

Abstract
Els grans avenços de la darrera dècada en el camp de la genòmica i la proteòmica, exemplificats pel desxiframent del genoma dels humans i de molts altres organismes, ens han proporcionat una gran quantitat d’informació sobre els components fonamentals dels sistemes vius. El repte és ara entendre com les interaccions entre aquests components (desenes de milers de gens, i centenars de milers de proteïnes diferents que formen les cèl·∙lules vives) determinen el funcionament cel·lular, i per tant el comportament dels organismes. Per això cal aplicar eines com les utilitzades habitualment a la Física, que en els darrers tres segles ha tingut molt èxit en la determinació dels principis de funcionament de la matèria inert. Aquestes eines han consistit habitualment en (1) utilitzar mètodes analítics que permeten mesurar quantitativament la resposta d’un sistema a pertorbacions ben controlades, i (2) analitzar aquesta resposta amb models matemàtics basats en primers principis. En els darrers anys s’han començat a aplicar aquests mètodes als sistemes vius, la qual cosa ens està permetent comprendre com funcionen molts processos cel·lulars. Aquesta informació és vital per poder enfrontar-­nos a malalties com ara el càncer, les malalties autoimmunes, i les patologies neurodegeneratives, que afecten greument la societat actual i són molt complicades de tractar, degut a que són causades per un mal funcionament de l’organisme des del punt de vista sistèmic. Es per tant molt important entendre l’ésser viu com un sistema, no com un conjunt de components (per exemple, de gens) aïllats. Aquest és l’objectiu de la biologia de sistemes. Una altra eina important per arribar a aquest objectiu consisteix en construir de forma sintètica circuits de gens i proteïnes que es comportin d’una certa forma. Aquesta perspectiva, molt característica de l’enginyeria, forma la base de l’anomenada biologia sintètica, i ens permet d’una banda conèixer quins comportaments podem esperar d’un sistema viu real, i d’altra banda dissenyar organismes que realitzin funcions segons la nostra voluntat, com ara bacteris capaços de produir fàrmacs de forma eficient, detectar substàncies químiques perilloses o reciclar deixalles. En aquesta xerrada presentarem una visió general d’aquestes dues disciplines, la biologia de sistemes i la biologia sintètica, com a nous paradigmes de la ciència moderna on els enginyers físics han de jugar un paper fonamental.

A neutrophil chasing a bacteria in the midst of red blood cells by David Roger (Vanderbilt University)
DNA Central Dogma Part 1 - Transcription by Drew Berry (WEHI.TV)
DNA Central Dogma Part 2 - Translation by Drew Berry (WEHI.TV)